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加热炉烟囱的防护 烟道挡板

作者: 兴罡石化设备| 时间:2020-02-23 10:35:03 | 点击次数:

 烟囱烟道挡板是目前油田生产中必不可少的排烟设施。2002年某油田某化工厂加热炉发生爆炸后将烟囱帽震下砸到岗位工人致使人身伤亡的事故。我们中转站共有二合一加热炉三座,这三座加热炉的烟囱距离地面有20余米,这是为防止烟囱飞火,引起可燃气体爆炸,且保证加热炉的燃烧效果,所以烟囱必须要有足够的高度。由于距离地面太高,在检查中很难观察到烟囱是否存在安全隐患,日常的保养检查也只是在季节变化时调整绷绳的松紧度与烟囱根部固定螺栓的松紧。这些高耸的设备一旦受到爆炸、地震、腐蚀、开焊等影响,很容易造成人身伤害和较大的经济损失,提出了几点防护和改进方法,对于烟囱的日常检查、保养、维护都是十分必要而且是必须的。

1加热炉烟囱(cong)的受力

加热(re)炉的筒(tong)(tong)(tong)体结构(gou)都是用单层卷(juan)焊式筒(tong)(tong)(tong)体,用卷(juan)板机(ji)将(jiang)钢板卷(juan)成(cheng)圆筒(tong)(tong)(tong),然后纵焊制成(cheng)筒(tong)(tong)(tong)节,再将(jiang)若干个筒(tong)(tong)(tong)节组焊成(cheng)筒(tong)(tong)(tong)体。这(zhei)种结构(gou)的优点:

(1)制造工艺(yi)成(cheng)熟,工艺(yi)流程简单,材(cai)料利用(yong)率高。

(2)零件少,生产及管(guan)理均方便。

(3)使(shi)用温度无限(xian)制,可作为热容器(qi)及低温容器(qi)。但是,单层卷(juan)焊式筒体也存在某些缺陷。

(4)壁厚往(wang)往(wang)受(shou)到钢材材质的(de)限制,因此(ci),在(zai)制作过程、搬运过程等产(chan)生的(de)具(ju)有不(bu)可预见的(de)塑性变形,增(zeng)加了(le)在(zai)使用过程中的(de)危(wei)险性。

(5)在(zai)壁(bi)厚方向上受力分布不均匀,材料(liao)利用(yong)不够合理。

首先(xian)是对烟(yan)囱绷(beng)绳(sheng)(sheng)(sheng)的(de)改造(zao)建议:加热炉的(de)烟(yan)囱只有三条(tiao)绷(beng)绳(sheng)(sheng)(sheng)固(gu)定,一旦发(fa)生(sheng)爆炸、地震等(deng)意外(wai)(wai)事故,烟(yan)囱的(de)倾(qing)(qing)倒方向不可控制,我建议在站(zhan)(zhan)外(wai)(wai)侧围栏处增(zeng)加一道辅(fu)助绷(beng)绳(sheng)(sheng)(sheng),以增(zeng)强倾(qing)(qing)倒后向院外(wai)(wai)倾(qing)(qing)倒的(de)可能(neng)(neng)性,达到尽最大可能(neng)(neng)减(jian)少站(zhan)(zhan)内(nei)设备损失及(ji)站(zhan)(zhan)内(nei)人员安(an)全(quan)的(de)目的(de)。见图1。辅(fu)助绷(beng)绳(sheng)(sheng)(sheng)的(de)松(song)紧度(du)(du)要(yao)低于(yu)其他三根绷(beng)绳(sheng)(sheng)(sheng)的(de)松(song)紧度(du)(du)。通俗的(de)说,在正常情况下(xia),辅(fu)助绷(beng)绳(sheng)(sheng)(sheng)是不“吃劲儿”的(de),一旦发(fa)生(sheng)意外(wai)(wai)时他的(de)力量才显(xian)现(xian)出来。另外(wai)(wai)在调整三条(tiao)主绷(beng)绳(sheng)(sheng)(sheng)时,要(yao)使用水(shui)平尺,检测烟(yan)囱是否处于(yu)垂直。

 

 

 

2对于烟囱口和烟囱帽改造的建(jian)议

加热炉烟囱(cong)(cong)帽(mao)和烟囱(cong)(cong)处只(zhi)有三条钢(gang)板支撑,由于位置太高,检查(cha)十分(fen)困难,另外受到(dao)风力、腐(fu)蚀(shi)等多方面原因,有时支撑钢(gang)板会开焊(han),如果发现不(bu)及(ji)时或处理不(bu)及(ji)时,其他的支撑钢(gang)板受到(dao)不(bu)停的晃动也会开焊(han)。某中转(zhuan)站就(jiu)曾出现过(guo)烟囱(cong)(cong)帽(mao)开焊(han)落下,封住(zhu)烟囱(cong)(cong)口,排(pai)烟不(bu)畅,导致烧(shao)火间着火的事故。

(1)烟(yan)(yan)(yan)囱口改进。将烟(yan)(yan)(yan)囱口改成波(bo)浪(lang)形,这样即使(shi)烟(yan)(yan)(yan)囱帽掉下落在烟(yan)(yan)(yan)囱口上也不会造(zao)成排烟(yan)(yan)(yan)封堵。当(dang)烟(yan)(yan)(yan)囱帽掉下时(shi)间是夜晚或(huo)不利天气时(shi)(如雨、风、雪(xue)等天气,不利处(chu)理事(shi)故时(shi))可延迟一定(ding)的处(chu)理故障的时(shi)间。

(2)烟(yan)(yan)(yan)囱(cong)(cong)帽(mao)(mao)的(de)改造(zao)(zao)。如(ru)果烟(yan)(yan)(yan)囱(cong)(cong)帽(mao)(mao)支撑钢(gang)板出现(xian)开(kai)焊等现(xian)象得不到(dao)及时发(fa)现(xian)或(huo)发(fa)生爆炸时烟(yan)(yan)(yan)囱(cong)(cong)下(xia)部烧火间的(de)防爆口未起到(dao)泄(xie)压目的(de),烟(yan)(yan)(yan)囱(cong)(cong)帽(mao)(mao)容(rong)易受气(qi)体冲击被(bei)震落(luo)的(de)可能(neng)性就(jiu)会增加,直径(jing)约1米(mi)的(de)钢(gang)制(zhi)烟(yan)(yan)(yan)囱(cong)(cong)帽(mao)(mao)从(cong)20多米(mi)的(de)高空落(luo)下(xia),而(er)且在(zai)不能(neng)确定落(luo)点的(de)情况下(xia),很容(rong)易造(zao)(zao)成严重的(de)事(shi)故,这就(jiu)产生了很大的(de)安全隐患。根据2005年(nian)我(wo)市气(qi)象局风(feng)(feng)向分(fen)析情况,西北风(feng)(feng)占到(dao)全年(nian)风(feng)(feng)向的(de)10.8%左右,建议在(zai)西北风(feng)(feng)方(fang)向,在(zai)烟(yan)(yan)(yan)囱(cong)(cong)帽(mao)(mao)表面和烟(yan)(yan)(yan)囱(cong)(cong)口处(chu)加固一条钢(gang)板,这样如(ru)果其他三个支撑点钢(gang)板受到(dao)冲击断裂,这条钢(gang)板会缓冲烟(yan)(yan)(yan)囱(cong)(cong)帽(mao)(mao)和烟(yan)(yan)(yan)囱(cong)(cong)的(de)分(fen)离(li)(li)过程(cheng),避免烟(yan)(yan)(yan)囱(cong)(cong)帽(mao)(mao)直接脱(tuo)离(li)(li)落(luo)下(xia)。见图(tu)3a和图(tu)3b。选择风(feng)(feng)向的(de)意(yi)义在(zai)于减少烟(yan)(yan)(yan)囱(cong)(cong)口处(chu)排(pai)出热量时对加固钢(gang)板的(de)热化学作用。

 

 

 

 

3加(jia)热炉烟(yan)囱的腐蚀因素

钢材(cai)受(shou)到腐蚀(shi)是不可(ke)避免的(de)(de)(de)。腐蚀(shi)也是石油(you)、石化等生(sheng)产作业(ye)过程中最容易产生(sheng)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)种缺陷。因(yin)此,在(zai)设计时只能(neng)按介质(zhi)腐蚀(shi)性(xing)(xing)和使用(yong)(yong)(yong)温度等条(tiao)件选用(yong)(yong)(yong)合适的(de)(de)(de)材(cai)料,并规定一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)使用(yong)(yong)(yong)寿命(ming)(ming)。由于各(ge)种钢材(cai)的(de)(de)(de)耐蚀(shi)性(xing)(xing)不同,各(ge)种介质(zhi)的(de)(de)(de)腐蚀(shi)性(xing)(xing)更是千差万(wan)别,因(yin)此要讨(tao)论(lun)介质(zhi)成(cheng)分的(de)(de)(de)腐蚀(shi)性(xing)(xing),以减小腐蚀(shi)速度,延长(zhang)使用(yong)(yong)(yong)寿命(ming)(ming),达到使用(yong)(yong)(yong)安全的(de)(de)(de)条(tiao)件。

3.1产生腐蚀的因素

(1)杂(za)质(zhi)(zhi)含(han)量(liang)。设计选材时(shi),往往只注意介(jie)质(zhi)(zhi)的(de)(de)主要成分,而忽视了(le)某些(xie)在工艺过(guo)程中不可避(bi)免的(de)(de)杂(za)质(zhi)(zhi),实(shi)际(ji)某些(xie)特定(ding)条(tiao)件(jian)下,正是由于(yu)杂(za)质(zhi)(zhi)的(de)(de)存在造成了(le)严重腐蚀。各种杂(za)质(zhi)(zhi)对材料的(de)(de)腐蚀作用是不同的(de)(de)。较为(wei)重要的(de)(de)是氯(lv)离(li)子(zi),氢离(li)子(zi)和硫化氢等(deng)。

(2)含水(shui)(shui)(shui)(shui)量。气(qi)(qi)(qi)体的(de)(de)(de)(de)含水(shui)(shui)(shui)(shui)量对于促进介质(zhi)对器壁(bi)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蚀起(qi)着重要的(de)(de)(de)(de)作用(yong)。因(yin)(yin)(yin)为水(shui)(shui)(shui)(shui)能溶(rong)解(jie)(jie)多种(zhong)介质(zhi)而(er)形(xing)成(cheng)电(dian)(dian)解(jie)(jie)质(zhi)溶(rong)液(ye),从(cong)而(er)导致电(dian)(dian)化(hua)(hua)学(xue)反(fan)应(ying),由于气(qi)(qi)(qi)体在一(yi)定程度下(xia)(xia)会渗(shen)入容器壁(bi),因(yin)(yin)(yin)而(er)可(ke)能使金属内(nei)(nei)部(bu)腐(fu)(fu)(fu)蚀。加热炉(lu)每年夏季都会停(ting)(ting)炉(lu)三(san)个(ge)月左(zuo)右,从(cong)某种(zhong)意(yi)义说,一(yi)台停(ting)(ting)用(yong)期间的(de)(de)(de)(de)设备(bei)甚至比正常使用(yong)时(shi)的(de)(de)(de)(de)设备(bei)损(sun)坏速度更快。这(zhei)是(shi)(shi)因(yin)(yin)(yin)为停(ting)(ting)用(yong)的(de)(de)(de)(de)设备(bei)不仅受到大(da)气(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蚀,还会受到内(nei)(nei)部(bu)残(can)余物(wu)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蚀。一(yi)方面(mian),烟囱(cong)(cong)外部(bu)在大(da)气(qi)(qi)(qi)中,未被水(shui)(shui)(shui)(shui)饱和的(de)(de)(de)(de)空(kong)气(qi)(qi)(qi)冷却至一(yi)定温度后(hou),水(shui)(shui)(shui)(shui)蒸(zheng)气(qi)(qi)(qi)将从(cong)空(kong)气(qi)(qi)(qi)中冷凝而(er)汇集(ji)成(cheng)水(shui)(shui)(shui)(shui)膜覆盖(gai)在烟囱(cong)(cong)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)局部(bu),甚至整个(ge)表(biao)面(mian)都被覆盖(gai)。因(yin)(yin)(yin)为烟囱(cong)(cong)表(biao)面(mian)粗(cu)糙或表(biao)面(mian)附着尘(chen)土(tu)、污物(wu)或防腐(fu)(fu)(fu)层有(you)(you)破(po)损(sun)等,水(shui)(shui)(shui)(shui)蒸(zheng)气(qi)(qi)(qi)更容易在这(zhei)些部(bu)位析(xi)出并聚集(ji)。水(shui)(shui)(shui)(shui)蒸(zheng)气(qi)(qi)(qi)凝聚时(shi)并非形(xing)成(cheng)纯净的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui),空(kong)气(qi)(qi)(qi)中的(de)(de)(de)(de)氮、氧(yang)(yang)以及(ji)其(qi)他(ta)气(qi)(qi)(qi)体杂质(zhi)和二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan),氮氧(yang)(yang)化(hua)(hua)合物(wu),氯化(hua)(hua)氢固体颗粒,如烟气(qi)(qi)(qi)飘尘(chen)等都能溶(rong)解(jie)(jie)于水(shui)(shui)(shui)(shui)膜中形(xing)成(cheng)电(dian)(dian)解(jie)(jie)质(zhi)溶(rong)液(ye),因(yin)(yin)(yin)而(er)具备(bei)了(le)电(dian)(dian)化(hua)(hua)学(xue)腐(fu)(fu)(fu)蚀的(de)(de)(de)(de)条件。影响腐(fu)(fu)(fu)蚀的(de)(de)(de)(de)因(yin)(yin)(yin)素首先是(shi)(shi)大(da)气(qi)(qi)(qi)湿度和温度,其(qi)次(ci)是(shi)(shi)空(kong)气(qi)(qi)(qi)中的(de)(de)(de)(de)杂质(zhi)成(cheng)分及(ji)其(qi)含量。器壁(bi)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)学(xue)成(cheng)分,表(biao)面(mian)粗(cu)糙程度和玷污情(qing)况(kuang)等。另(ling)一(yi)方面(mian),烟囱(cong)(cong)内(nei)(nei)部(bu)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蚀物(wu)质(zhi)对器壁(bi)材(cai)料同样具有(you)(you)腐(fu)(fu)(fu)蚀性,停(ting)(ting)炉(lu)时(shi)残(can)留于连接焊道等间隙处,也将溶(rong)解(jie)(jie)在水(shui)(shui)(shui)(shui)膜中继续腐(fu)(fu)(fu)蚀内(nei)(nei)壁(bi)。为延长烟囱(cong)(cong)的(de)(de)(de)(de)使用(yong)寿命,提高安全使用(yong)系数,我建议从(cong)以下(xia)(xia)几方面(mian)加强管理:

3.2外部检查(cha)

(1)配备望(wang)远镜,每周检查烟囱上部和烟囱帽是(shi)否(fou)有开焊,腐蚀等情况,检查外壁(bi)防腐层是(shi)否(fou)完好,有无破损,脱(tuo)落(luo)等情况。

(2)检查烟囱底部固(gu)定螺(luo)丝是否松(song)动(dong),支座处(chu)有无裂(lie)缝。

(3)检查防焊口是否能够开启。

(4)检查绷绳松紧度,并(bing)及时调(diao)整。

(5)及时(shi)对脱落的、损坏的防腐层(ceng)进(jin)行修补(bu)。

3.3内(nei)部检(jian)查

通过检(jian)测(ce)孔检(jian)查烟囱内部腐蚀(shi)情(qing)况(kuang),必(bi)要时进行器壁厚测(ce)定。

4结(jie)束语

根(gen)据多年来的(de)实际(ji)观察(cha)和(he)经验总结得(de)出一些看(kan)法(fa),在生(sheng)产中被广泛的(de)应用和(he)采纳,取得(de)更高的(de)实际(ji)价值,减少财(cai)产损失和(he)人身(shen)伤害。

 

引自《关于加热炉烟囱的防护探讨

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